DE3043703C2

DE3043703C2 - X-ray diagnostic device for creating subtraction images

Info

Publication number: DE3043703C2
Application number: DE3043703A
Authority: DE
Inventors: Jörg Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Haendle; Wolfgang Ing.(grad.) 8500 Nürnberg Maaß
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-11-19
Filing date: 1980-11-19
Publication date: 1983-01-20
Also published as: JPS57110235A; FR2494531A1; US4425580A; DE3043703A1; FR2494531B1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Fernsehaufnahmeeinrichtung, mit Bildspeichermitteln, mit einer Differenzstufe zur Subtraktion zweier zeitlich nacheinander erhaltenen Bildinformationen durch Differenzbildung und mit einem Monitor. Subtraktionsbilder werden insbesondere b"i der Angiographie benötigt, um Blutgefäße, die im normalen Röntgenbild nur schlecht zu erkennen sind oder von den Knochenstrukturen überlagert werden, deutlich sichtbar zu machen.The invention relates to an X-ray diagnostic device with a television recording device, with image storage means, with a differential stage for subtracting two items of image information obtained one after the other by forming the difference and with a monitor. Subtraction images are in particular b "i angiography is required to detect blood vessels that are difficult to see on normal x-rays or are superimposed by the bone structures, to make them clearly visible.

Bei der Herstellung von Subtraktionsbildern werden Aufnahmen, die bei Kontrastmittelfüllung des betreffenden Körperbereiches angefertigt werden, gespeichert und von Bildern, die ohne Kontrastmittelfüllung aufgenommen sind subtrahiert. Eine Substraktion zweier Bildaufnahmen kann auf fotografischem oder fernsehtechnischem Wege erfolgen. Bei der heute vorwiegend verwendeten fernsehtechnischen Subtraktion werden als Speicher für die Bilder entweder fotografische Unterlagen, die von Fernsehkameras abgetastet werden, oder Videobildspeicher verwendet.In the production of subtraction images, recordings that are made when the relevant contrast medium is filled Body area can be made, saved and from images without a contrast medium filling recorded are subtracted. A subtraction of two image recordings can be based on photographic or done by televsion technology. In the case of television subtraction, which is predominantly used today are used as storage for the images either photographic documents obtained by television cameras scanned, or video image storage is used.

Im Prospekt »Substraskop«, Best.-Nr. MR 57/1281 der Siemens AG ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art beschrieben, bei der als Bildspeichermittel zwei fotografische Aufnahmen die* nen, die von der Fernsehaufnahnieeinrichlüngj und zwar von zwei Fernsehkameras, synchron aufgenommen werden. Die Bildpunktinformationen beider Aufnahmen werden in entsprechende elektrische Impulse umgesetzt und in einem elektronischen Differenzverstärker voneinander subtrahiert. Das Differenzbild wird auf einem Monitor dargestellt und enthält vorwiegend nur die Darstellung der mit Kontrastmittel gefüllten Körperbereiche, insbesondere der Blutgefäße.In the brochure »Substraskop«, order no. MR 57/1281 from Siemens AG is an X-ray diagnostic device of the type mentioned at the beginning, in which two photographic recordings are used as image storage means, the * nen that from the Fernsehaufnahnieeinrichlüngj namely can be recorded synchronously by two television cameras. The pixel information of both recordings are converted into corresponding electrical impulses and separated from each other in an electronic differential amplifier subtracted. The difference image is displayed on a monitor and mainly contains only the Representation of the areas of the body filled with contrast medium, in particular the blood vessels.

Damit gleichartige Stiukturen der Fernsehaufnahmen ausgelöscht werden können, müssen die Aufnahmen deckungsgleich subtrahiert werden. Die deckungsgleiche Einstellung erfolgt bei der beschriebenen Vorrichtung durch manuelle Einstellmittel, die eine Verschiebung der Aufnahmen zueinander bewirken. Mittels dieser Einstellmittel muß der Operateur durch Verstellen der Subtraktionsbilder und Sichtvergleich auf dem Monitor die Bilddeckung korrigieren. Dies bedeutet einen unerwünschten zusätzlichen Aufwand.So that similar structures of the television recordings can be erased, the recordings must subtracted congruently. The congruent setting takes place in the case of the one described Device by manual adjustment means that cause a displacement of the recordings to each other. By means of these setting means, the surgeon has to adjust the subtraction images and visual comparison correct the image coverage on the monitor. This means an undesirable additional effort.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die den Operateur von Routineaufgaben entlastet und auf elektronischem Wege einen automatischen Deckungsangleich zweier Röntgenaufnahmen bewirkt.The invention is based on the object of providing an X-ray diagnostic device of the type mentioned at the beginning To create a way that relieves the surgeon of routine tasks and unites them electronically causes automatic congruence adjustment of two X-ray exposures.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Adressenrechner mit dem Ausgang der Diffcrenzstufe verbunden ist, dessen Ausgänge an den Adresseneingängen der Bildspeichermittel angeschlossen sind, und der die Zuordnung der in der Differenzstufe jeweils zu vergleichenden Bildpunktinformationen so lange schrittweise ändert, bis sich ein Minimum der bei der Subtraktion zweier Bilder gebildeten Differenz ergibt. Durch diesen Adressenrechner erfolgt bei Vorhandensein zweier zu subtrahierender Bildaufnahmen ein automatischer Deckungsangleich, der eine op'jmale Subtraktion ermöglicht.The object is achieved in that an address computer with the output of the Diffcrenzstufe is connected, the outputs of which to the Address inputs of the image storage means are connected, and the assignment of the in the Difference level in each case to be compared pixel information changes step by step until a Minimum of the difference formed when subtracting two images results. Through this address calculator If there are two images to be subtracted, an automatic coverage adjustment is carried out, which enables an optimal subtraction.

Als zweckmäßig hat sich erwiesen, wenn der Adressenrechner derart ausgebildet ist, daß zuerst eine Veränderung der Zuordnung der Bildpunktinformationen in horizontaler Richtung vorgenommen wird, bis sich eine minimale Differenz ergibt, und wenn als zweites die Veränderung in vertikaler Richtung vorgenommen wird. Eine Durchleuchtungssubtriktion kann erfolgen, wenn die Bildspeichermittel einen mit der Differenzstufe verbundenen BiIt. jpeicher aufweisen, und wenn der Differenzstufe das aktuelle Videosignal der Fernsehaufnahmeeinrichtung zugeführt wird. Eine Subtraktion zweier Bildaufnahmen kann erreicht werden, wenn die Bildspeichermittel zwei Bildspeicher aufweisen, die mit der Differenzstufe verbunden sind.It has proven to be useful if the address calculator is designed in such a way that first one The assignment of the pixel information is changed in the horizontal direction until there is a minimal difference, and if second, the change in the vertical direction is made. A fluoroscopic subtraction can take place if the image storage means have one the differential stage connected BiIt. have jpeicher, and when the current video signal of the television recording device is fed to the differential stage. One Subtraction of two image recordings can be achieved if the image storage means have two image memories have, which are connected to the differential stage.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtThe invention is described in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing explained. It shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung, undFig. 1 is a block diagram of an inventive X-ray diagnostic facility, and

Fig. 2 und 3 Blockschaltbilder der Auswerteschaltung gemäß Fig. 1.FIGS. 2 and 3 block diagrams of the evaluation circuit according to FIG. 1.

In der Fig. 1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer von einem Hochspannungsgenerator 1 gespeisten Röntgenröhre 2 dargestellt, in deren Strahlengang sich ein Patient 3 befindet. Ein im Strahlengang nachfolgender Röntgenbildverstärker 4 ist mit einer Fernsehkamera 5 verbunden, deren Ausgang auf eine Auswerteschaltung 6 geführt ist. Das dort verarbeitete Signal wird auf einem Monitor 7 dargestellt, Ein Synchrontaktgenerator 8 steuert die Synchronisation der zeitlichen Funktionsabläufe der Fernsehkamera 5, der Auswerteschaltung 6 und des Monitors 7.In Fig. 1 is an X-ray diagnostic device shown with an X-ray tube 2 fed by a high voltage generator 1, in which A patient 3 is located in the beam path. An X-ray image intensifier 4 following in the beam path is connected to a television camera 5, the output of which is fed to an evaluation circuit 6. That The signal processed there is displayed on a monitor 7. A synchronous clock generator 8 controls the Synchronization of the temporal functional sequences of the television camera 5, the evaluation circuit 6 and the Monitor 7.

Der in der Fi g. 2 dargestellten Auswerteschaltung 6 wird das Videosignal der Fernsehkamera 5 zugeführt, das in einem Analog^DigitaUWandler (AJD-Wandler)The in Fi g. The evaluation circuit 6 shown in FIG.

10 in digitale Bildpunkte zerlegt wird. Der Ausgang des A/D-Wandlers 10 ist mit zwei Bildspeichern 11 und 12 verbunden, deren Funktionen von dem Synchrontaktgenerator 8 gesteuert werden. Die Ausgänge der Bildspeicher 11 und 12 sind mit einer Differenzstufe 13 verbunden, in der die gespeicherten Videosignale voneinander abgezogen werden. Das Differenzsignal wird in einem Digital-Analng-Wandler (D/A-Wandler) 14 in analoge Videosignale umgesetzt und auf dem Monitor 7 dargestellt10 is broken down into digital pixels. The output of the A / D converter 10 is provided with two image memories 11 and 12 connected, the functions of which are controlled by the synchronous clock generator 8. The outputs of the Image memory 11 and 12 are connected to a differential stage 13 in which the stored video signals be deducted from each other. The difference signal is converted into a digital-to-analog converter (D / A converter) 14 converted into analog video signals and displayed on monitor 7

Der Ausgang der Differenzstufe 13 ist weiterhin an einem Adressenrechner 15 angeschlossen, dessen Ausgänge mit den Adresseneingängen der BildspeicherThe output of the differential stage 13 is also connected to an address computer 15 whose Outputs with the address inputs of the image memory

11 und 12 verbunden sind. Der Takt des Synchrontaktgenerators 8 wird auch ihm zugeführt Der Adressenrechner 15 bewirkt eine Zuordnung der Bildpunkte der gespeicherten Bilder bei der Subtraktion. In dem Adressenrechner 15 wird die Summe des Betrages der Differenzen der Bildpunkte eines Fernsehbildes berechnet Diese Summe wird zwischengespeichert Bei der Wiedergabe des nächsten Fernsehbildes bestimmt der Adressenrechner 15 die Zuordnung der Bildpunkte derart, daß die beiden Bilder geringfügig !,orizontal versetzt sind. Auch jetzt bildet er die Summe aller Differenzen und vergleich sie mit der vorhergehenden gespeicherten Summe. War die vorhergehende Differenzsumme größer als die neu berechnete, so verschiebt er die Bilder in dieser Richtung weiter. Ist aber die erste Summe kleiner, so verschiebt er die Bilder in der anderen Richtung. Dies erfolgt so lange, bis fich eine minimale Differenz ergibt. Anschließend erfolgt eine derartige Verschiebung der Zuordnung der Bildpunkte auch in vertikaler Richtung ebenfalls so lange, bis sich wiederum eine minimale Differenz ergibt, d. h. die Bilder stimmen nunmehr deckungsgleich überein.11 and 12 are connected. The clock of the synchronous clock generator 8 is also fed to the address calculator 15 causes an assignment of the pixels of the stored images during the subtraction. By doing Address calculator 15, the sum of the amount of the differences between the pixels of a television picture is calculated This sum is stored temporarily. When the next television picture is displayed, the user determines Address calculator 15 assigns the image points in such a way that the two images are slightly!, Orizontal are offset. Even now he forms the sum of all differences and compares them with the previous one saved total. If the previous difference sum was greater than the newly calculated one, it will be postponed he continues the pictures in that direction. But if the first sum is smaller, he shifts the images in the other direction. This continues until there is a minimal difference. This is followed by a such shifting of the assignment of the image points also in the vertical direction until again results in a minimal difference, i.e. H. the images are now congruent.

In der Fig.3 ist eine vereinfachte Ausführung dargestellt, die bei der Durchleuchtungssubtraktion verwendet werden kann. Anstelle der beiden Bildspeicher 11 und 12, in denen aufeinanderfolgende Bildinformationen mit und ohne Kontrastmittelfüllung gespeichert sind, wird nur ein Bildspeicher 11 verwendet, in den das Bild mit Kontrastmittelfüllung eingelesen wurde. Der Differenzstufe 13 wird neben dem Videosignal des Bildspeichers 11 das in dem A/D-Wandler 10 umgesetzte Ausgangssignal der Fernsehkamera 5 zugeführt, das bei einer Röntgendurchleuchtung erhalten wird. Durch Verschiebung der Zuordnung der Bildpunkte im Bildspeicher 11 zu den von der Fernsehkamera 5 gelieferten Bildpunkten erfolgt ein automatischer Deckungsangleich der gespeicherten Bildaufnahme an das aktuelle Durchleuchtungsbild.A simplified version is shown in FIG can be used. Instead of the two image memories 11 and 12, in which successive image information are stored with and without a contrast medium filling, only one image memory 11 is used, in that the image was read in with a contrast medium filling. The difference stage 13 is next to the Video signal of the image memory 11 in the A / D converter 10 converted output signal supplied to the television camera 5, which is obtained during an X-ray fluoroscopy will. By shifting the assignment of the pixels in the image memory 11 to those of the TV camera 5 supplied pixels, an automatic alignment of the stored coverage takes place Image acquisition to the current fluoroscopic image.

Der Adressenrechner 15 kann als Mikrocomputer aufgebaut sein, der beispielsweise aus einem Mikroprozessor zur Berechnung der Summe der von der Differenzstufe 13 gelieferten Signale, zum Vergleich der Summe mit der vorhergehenden und zur Bestimmung der Adressen für die Bildspeicher 11 und 12, aus einem Programmsneicher, aus Datenspeichern zur Zwischenspeicherung der vom Mikroprozessor berechneten Werte und aus Ausgangsregistern für die vom Mikroprozessor bestimmten Adressen bestehtThe address calculator 15 can be used as a microcomputer be constructed, for example, from a microprocessor to calculate the sum of the Differential stage 13 delivered signals to compare the sum with the previous one and to determine of the addresses for the image memories 11 and 12, from one Program memory, from data memories for intermediate storage of the calculated by the microprocessor Values and output registers for the addresses determined by the microprocessor

Anstelle der in den Figuren dargestellten elektronischen Bildspeicher lassen sich auch die eingangs erwähnten fotografischen Bildspeichermittel verwenden, aie von Fernsehkameras aufgenommen werden. Hierbei können entweder zwei Bildaufnahmen von je einer Fernsehkamera synchron abgetastet werden, deren Ausgangssignale der Differenzrtufe zugeführt werden. Eine Verschiebung der Zuordnung der Bildpunkte kann dadurch erfolgen, daß die Videosignale zueinander zeitlich verschoben werden. Es kann aber auch nur eine Fernsehkamera vorgesehen sein, die die eine Bildaufnahme, wie in Fig.3 beschrieben, in einen elektronischen Bildspeicher einliest, nachfolgend die zweite Bildaufnahme aufnimmt und die Videosignale der Differenzstufe 13 direkt zuführt.Instead of the electronic image memory shown in the figures, the initially use mentioned photographic image storage means, aie recorded by television cameras. Either two image recordings can be scanned synchronously by a television camera each, whose output signals are fed to the differential level. A shift in the assignment of the pixels can be done by shifting the video signals relative to one another in time. But it can also only one television camera can be provided, the one image recording, as described in Figure 3, in a electronic image memory reads, then takes the second image and the video signals the differential stage 13 supplies directly.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. X-ray diagnostic device with a television recording device (5), with BJIdspeichermittcIn (11,12), with a differential stage (13) for subtraction two image information items obtained one after the other by forming the difference and with one Monitor (7), characterized in that an address computer (15) is connected to the output of the differential stage (13), the outputs of which are connected to the address inputs of the image storage means (11, 12), and the assignment the pixel information to be compared in each case in the difference stage (13) so long step by step changes until there is a minimum of the difference formed in the subtraction of two images.

2. X-ray diagnostic device according to claim 1, characterized in that the address computer (15) is designed in such a way that first a change in the assignment of the pixel information is carried out in the horizontal direction until sirrt gives a minimal difference, and that second, the change is made in the vertical direction.

3. X-ray diagnostic device according to claim 1 or 2, characterized in that the image storage means have an image memory (Ii) connected to the differential stage (13), and that the current video signal of the television recording device (5) is fed to the differential stage (13).

4. X-ray diagnostic device according to claim 1 or 2, characterized in that the image storage means 1 have two image memories (11, 12) which are connected to the differential stage (13).